特許 7560363 連続トラックアセンブリ用の多材トラックパッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】連続トラックアセンブリ用の多材トラックパッド

(51)【国際特許分類】

   B62D 55/20 20060101AFI20240925BHJP

【ＦＩ】

B62D55/20

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020563758

(86)(22)【出願日】2019-04-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-09-09

(86)【国際出願番号】 US2019029779

(87)【国際公開番号】W WO2019226284

(87)【国際公開日】2019-11-28

【審査請求日】2022-04-27

(31)【優先権主張番号】15/984,554

(32)【優先日】2018-05-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】391020193

【氏名又は名称】キャタピラー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ハイクス、デイビット

(72)【発明者】

【氏名】ジョーンズ、ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】アベロ、ブノワ

【審査官】林 政道

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第９９／０３５０２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表平０８－５０４１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０４６７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２９３５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１８５４０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００６／０６４６４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２７１６５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ５５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下を含む連続トラックアセンブリ用のトラックパッド（１００）：
地面係合面（１１０）を備えた本体（１０５）であって、
前記本体（１０５）は、第１の硬度を有する金属材料で形成されている、本体（１０５）；
ローラー係合面（１１５）であって、
前記ローラー係合面（１１５）は、前記第１の硬度よりも大きい第２の硬度を有するセラミック材料で形成されているローラー係合面（１１５）；
前記セラミック材料で形成されている第１のスプロケット係合面（１２０）；及び
前記セラミック材料で形成されている第２のスプロケット係合面であって、前記第１のスプロケット係合面は、長手方向において、前記第２のスプロケット係合面から離間している、第２のスプロケット係合面：
前記トラックパッド（１００）を別のトラックパッド（１００）にリンクさせるように構成されている１つ以上のブッシング（１２５）であって、
前記トラックパッド（１００）の鋳造用の鋳造鋳型に垂れ下げたり、配置させている前記１つ以上の前記ブッシング（１２５）。

【請求項2】

前記１つ以上のブッシング（１２５）は、前記本体（１０５）に配置し、前記セラミック材料で形成されている、請求項１に記載のトラックパッド（１００）。

【請求項3】

前記ローラー係合面（１１５）は、前記本体（１０５）に埋め込まれる、請求項１または２に記載のトラックパッド（１００）。

【請求項4】

前記ローラー係合面（１１５）は、前記本体（１０５）の表面に提供される、請求項１～３のいずれか一項に記載の連続トラックパッド（１００）。

【請求項5】

前記ローラー係合面（１１５）は、実質的に平坦である、請求項１～４のいずれか一項に記載の連続トラックアセンブリ用のトラックパッド（１００）。

【請求項6】

前記ローラー係合面（１１５）は、実質的に互いに平行である複数のローラー係合面（１１５）のうちの１つである、請求項１～５のいずれか一項に記載のトラックパッド（１００）。

【請求項7】

前記スプロケット係合面（１２０）は、湾曲している、請求項１～６のいずれか一項に記載のトラックパッド（１００）。

【請求項8】

前記スプロケット係合面（１２０）は、スプロケットが互いに異なる方向に動作するとき、前記スプロケットと係合するように構成されている複数のスプロケット係合面（１２０）のうちの１つである、請求項１～７のいずれか一項に記載のトラックパッド（１００）。

【請求項9】

以下を含む連続トラックアセンブリ用のトラックパッド（１００）：
第１の硬度を有する第１の材料で形成されている本体（１０５）；
前記連続トラックアセンブリのローラー（３００）と係合するように構成されているローラー係合面（１１５）であって、
前記ローラー係合面（１１５）は、前記第１の硬度よりも大きい第２の硬度を有する第２の材料で形成され、前記第２の材料は、前記ローラー（３００）と係合するように構成されている、ローラー係合面（１１５）；及び
前記第２の材料で形成されている第１のスプロケット係合面（１２０）；
前記第２の材料で形成されている第２のスプロケット係合面であって、前記第１のスプロケット係合面は、長手方向において、前記第２のスプロケット係合面から離間している、第２のスプロケット係合面：
前記トラックパッド（１００）を別のトラックパッド（１００）にリンクさせるように構成されている１つ以上のブッシング（１２５）であって、
前記トラックパッド（１００）の鋳造用の鋳造鋳型に垂れ下げたり、配置させている前記１つ以上の前記ブッシング（１２５）。

【請求項10】

前記第１の材料は鋼鉄であり、
前記第２の材料は、
工具グレード鋼、
硬化鋼、
炭素鋼、
粉末冶金鋼、または
タングステンカーバイド
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項９に記載のトラックパッド（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に連続トラックアセンブリに関し、より具体的には、連続トラックアセンブリ用の多材トラックパッドに関する。

【背景技術】

【0002】

タンクトレッド（ｔａｎｋ ｔｒｅａｄ）またはキャタピラートラックとも呼ばれる連続トラックは、連続されるバンドのトレッド（たとえば、トラックパッド、トラックリンクなど）が２つ以上のホイール及び／またはスプロケットによって駆動される車両推進システムである。そのバンドは、モジュラープレートまたはパッドでできている場合がある。トラックの大きい表面積は、同級の車両において鋼鉄やゴムタイヤよりも車両の重量をよりよく分散させ、連続トラック車両が陥没によって動けない現象を少なくした状態で柔らかい地面を走行できるようにする。重機の場合、このバンドのトラックパッドは、ローラー及び／またはバンドを駆動するスプロケットとの接触によって深刻に磨耗される可能性がある。

【0003】

トラックリンクへの摩耗を低減させる１つの試みが１９９９年１月５日出願された、バーロー（Ｂａｒｌｏｗ）の国際出願公開第９９／３５０２５号（「‘０２５出願」）に開示されている。特に、この‘０２５出願では、トラックリンクが本体部と案内ホーン（ｈｏｒｎ）を含み、上記本体部と上記案内ホーンは互いに一体に形成され、軽い合金でできており、上記本体部と上記案内ホーンのうちの少なくとも１つは別個のセラミック材料からなる軽い合金内に埋め込まれている。

【0004】

‘０２５出願のトラックリンクが、軽い合金に埋め込まれる別個のセラミック材料を備えた案内ホーンを有するトラックリンクを開示することがあるが、‘０２５は、トラックリンクのスプロケット係合面またはローラー係合面のための耐摩耗性や強靭性の増加を提供することはない。さらに、‘０２５出願のトラックリンクは、軽い合金で形成される場合があり、これは、いくつかの応用例のための十分な軸受強度や強靭性を提供しない場合がある。本開示の多材トラックパッドは、上述の問題のうちの１つ以上及び／または本分野における他の問題を解決する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

いくつかの様態では、本開示は、連続トラックアセンブリ用のトラックパッドにおいて、地面係合面を備えた本体であって、上記本体は、第１の硬度を有する金属材料で形成されている本体と、ローラー係合面であって、上記ローラー係合面は、上記第１の硬度よりも大きい第２の硬度を有するセラミック材料で形成されているローラー係合面と、上記セラミック材料で形成されているスプロケット係合面とを含む、連続トラックアセンブリ用のトラックパッドに関する。

【0006】

いくつかの様態では、本開示は、連続トラックアセンブリ用のトラックパッドにおいて、第１の硬度を有する第１の材料で形成されている本体と、上記連続トラックアセンブリのローラーと係合するように構成されているローラー係合面であって、上記ローラー係合面は、上記第１の硬度よりも大きい第２の硬度を有する第２の材料で形成され、上記第２の材料は、上記ローラーと係合するように構成されているローラー係合面と、上記セラミック材料で形成されているスプロケット係合面とを含む、連続トラックアセンブリ用のトラックパッドに関する。

【0007】

いくつかの様態では、本開示は、連続トラックアセンブリ用のトラックパッドにおいて、上記トラックパッドの本体上に提供される複数のローラー係合面であって、上記本体は、第１の硬度を有する金属材料で形成され、上記ローラー係合面は、上記第１の硬度よりも大きい第２の硬度を有するセラミック材料で形成され、上記第２の硬度は、上記第１の硬度よりも大きいローラー係合面と、上記本体上に提供され、上記セラミック材料で形成されている複数のスプロケット係合面と、上記本体に提供され、上記セラミック材料で形成されている複数のブッシングとを含む連続トラックアセンブリ用のトラックパッドに関する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】例示的なトラックパッドのダイアグラムである。

【図2】例示的なトラックパッドの上面図のダイアグラムである。

【図3】ローラーと係合する例示的なトラックパッドのダイアグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示は、トラックパッドに関する。トラックパッドは、連続トラックアセンブリにおいて、これらのトラックパッドを活用する機械に対して汎用性を持つ。「機械」という用語は、重機及び／またはその類似のものなど、連続トラックアセンブリを有する機械を指す場合がある。

【0010】

図１は、例示的なトラックパッド１００のダイアグラムである。図示のように、トラックパッド１００は、本体１０５、地面係合面１１０、１つ以上のローラー係合面１１５、１つ以上のスプロケット係合面１２０、及び／または１つ以上のブッシング１２５を備えることができる。トラックパッド１００は、場合によってはトラックチェーンとも呼ばれる連続トラックアセンブリの一部であり得る。たとえば、連続トラックアセンブリは、以下の図２に関連してより詳細に記述されるように、一緒にリンクされる多数のトラックパッド１００で構成され得る。

【0011】

いくつかの実施形態において、本体１０５は、鋼鉄（Ｓｔｅｅｌ）または類似の材料で形成され得る。たとえば、本体１０５は、永久鋳型鋳造などの金属鋳造工程を用いて形成され得る。永久鋳型鋳造において、鋳造材料（たとえば、鋼鉄）は、鋳型に注がれて冷却され、本体１０５を形成する。本体１０５を形成するために使用される材料は、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５用の材料の硬度よりも小さい硬度に関連付けられ得る。非限定的な例示において、本体１０５を形成するのに使用される材料は、約４０ＨＲＣの硬度を有し得る。これは、クラッキング耐性または本体１０５が脆弱であり得る他の変形に対する耐性を提供し得る。

【0012】

さらなる図示のように、本体１０５は、地面係合面１１０に関連付けられ得る。いくつかの実施形態において、地面係合面１１０は、本体１０５と同じ材料であり得る。たとえば、地面係合面１１０は、本体１０５の一部であり得る。いくつかの実施形態において、地面係合面１１０は、本体１０５に取り付けられ得る。たとえば、地面係合面１１０は、所望の場合、代替され得る脱着可能なシュー（ｓｈｏｅ）、及び／またはその類似のものであり得る。いくつかの実施形態において、地面係合面１１０は、鋼鉄または類似の材料で形成され得る。いくつかの実施形態において、地面係合面１１０は、本体１０５とは異なる材料で形成され得る。

【0013】

ローラー係合面１１５及びスプロケット係合面１２０は、図１～３に菱形ハッチングで示されている。菱形ハッチングは、ローラー係合面１１５を示し、スプロケット係合面１２０は、本体１０５（例えば、及び／または地面係合面１１０）とは異なる材料で形成される。いくつかの実施形態において、ブッシング１２５は、本体１０５とは異なる材料で形成され得る。いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５は、本体１０５よりも大きい硬度を有するセラミック材料で形成され得る。いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５は、約４５ＨＲＣよりも大きい硬度を有する材料など、本体１０５（たとえば、工具グレード鋼、硬化鋼、炭素鋼、粉末冶金鋼、マンガン鋼、タングステンカーバイドなど）よりもさらに大きい硬度を有する材料などの非セラミック材料で形成され得る。

【0014】

いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５は、本体１０５の融点よりも高い融点に関連付けられ得る。これは、以下により詳細に記述されるように、金属鋳造技術を用い、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５を備えた本体１０５の形成が可能になり得る。

【0015】

いくつかの実施形態において、トラックパッド１００は、金属鋳造技術を用いて形成され得る。たとえば、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５は、トラックパッド１００用の鋳型に垂れ下がっていてよい。別の例において、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５は、鋳型内に配置され得る。たとえば、ローラー係合面１１５は、鋳型の底面に配置でき、スプロケット係合面１２０は、スプロケット係合面１２０に対応する鋳型の表面に配置することができる。溶融鋼鉄は、トラックパッド１００を形成するために鋳型内に注がれ得る。鋳型内に垂れ下がっているか、配置される結果として、ローラー係合面、スプロケット係合面、及び／またはブッシング１２５は、トラックパッド１００と嵌合され得る。

【0016】

いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５またはスプロケット係合面１２０は、少なくとも部分的にトラックパッド１００内に埋め込まれ得る。いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５は、実質的に互いに平行である複数のローラー係合面１１５のうちの１つであり得る。いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５またはスプロケット係合面１２０は、トラックパッド１００の表面上に提供され得る。いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５またはスプロケット係合面１２０の面（たとえば、図１を参照して内向きの面）は、ローラー係合面１１５またはスプロケット係合面１２０をトラックパッド１００と確実に嵌合するようにする１つ以上の特徴を有し得る（たとえば、溝または刻み目など）。いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５は、ローラー（たとえば、図３のローラー３００）とトラックパッド１００との間の実質的にすべての接触領域を一括して覆うことができる。

【0017】

いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５は、実質的に平坦であり得る。たとえば、ローラー係合面１１５は、機械の動作中にローラー（たとえば、図３のローラー３００）が係合する表面上に提供され得る。いくつかの実施形態において、スプロケット係合面１２０は、曲面であり得る。いくつかの実施形態において、スプロケット係合面１２０は、実質的に平坦であり得る。いくつかの実施形態において、スプロケット係合面１２０は、スプロケット（図示せず）と係合するように構成されている溝、カップ、及び／またはその類似のものを備えることができる。いくつかの実施形態において、スプロケット係合面１２０は、スプロケット（図示せず）と係合するように構成され得る。

【0018】

いくつかの実施形態において、ブッシング１２５は、図１に示されるように、露出されているブッシング１２５の環状ベース（たとえば、ブッシング１２５の円筒状シェル）を有し得る。たとえば、環状ベースは、トラックパッド１００の表面と高さが同じであり得るか、またはトラックパッド１００が表面からオプセットされ得る。いくつかの実施形態において、ブッシング１２５の環状ベースは、トラックパッド１００によって覆われ得る。たとえば、鋼鉄表面は、環状ベースを覆うためにブッシング１２５の側面の周りをラップすることができる。

【0019】

上述されるように、図１は、例示として提供される。他の例も可能であり、図１に関連して記述されるものとは異なる場合がある。

【0020】

図２は、例示的なトラックパッド１００の上面図のダイアグラムである。示されるように、いくつかの実施形態において、トラックパッド１００は、２つのローラー係合面１１５及び２つのスプロケット係合面１２０を備えることができる。たとえば、スプロケットが、第１の（たとえば、前方）方向に動作するとき、第１のスプロケット係合面１２０がスプロケット（図示せず）と係合でき、スプロケットが、第２の（たとえば、逆）方向に動作するとき、第２のスプロケット係合面１２０がスプロケットと係合することができる。単純化のために図２には、ブッシング１２５は示されていない。本願にて記述されている実装例は、ブッシング１２５を備える場合もあって、備えない場合もある。

【0021】

ローラー（たとえば、図３に示されているローラー３００）は、ローラー係合面１１５と係合することができる。いくつかの実施形態において、ローラーは、動くトラックパッド１００をガイドするためにガイド要素を備えることができる。たとえば、（図３に示されている）ガイド要素は、（図１にも示されている）スロット２１０に提供され得る。

【0022】

複数のトラックパッド１００が、互いに接続され、トラックチェーンや連続トラックを形成することができる。たとえば、突出部２２０が、スロット２３０内に嵌合され得る。ブッシング１２５は、各突出部２２０に提供され得る。ピンまたは類似の要素が（図２に示されていない）ブッシング１２５を通して挿入され、隣接するトラックパッド１００をリンクさせることができる。

【0023】

上述されるように、図２は、例示として提供される。他の例も可能であり、図２に関連して記述されるものとは異なる場合がある。

【0024】

図３は、ローラー３００と係合する例示的なトラックパッド１００のダイアグラムである。参照番号３１０によって示されるように、ローラー３００は、ローラー係合面（たとえば、図１及び図２のローラー係合面１１５）と係合することができる。さらに示されるように、ガイド要素３２０は、スロット（たとえば、図２のスロット２１０）内に延びられ得、機械の動作中にトラックパッド１００をガイドするように構成され得る。たとえば、ローラー３００が、ローラー係合面と係合するとき、スロットは、ガイド要素３２０を収容するように構成され得る。示されるように、ガイド要素３２０は、トラックパッド１００の上面に係合しないこともある。

【0025】

上述されるように、図３は、例示として提供される。他の例も可能であり、図３に関連して記述されるものとは異なる場合がある。

【産業上の利用可能性】

【0026】

本明細書に記載のトラックパッド１００は、連続トラックアセンブリのトラックパッドの期待寿命を改善することができる。単に例示により、誘導ベースの硬化など、硬化表面用技術と比較したとき、トラックパッドの期待寿命が二倍（またはそれ以上）に延びられ得る。たとえば、誘導ベースの硬化と比較し、ローラー係合面１１５、スプロケット係合面１２０、及び／またはブッシング１２５の硬度増加は、改善された軸受強度と摩擦ベースの摩耗に対する耐性を提供し、期待寿命を改善することができる。

【0027】

鋳造鋳型内にブッシング１２５を垂れ下げたり、配置させたりする技法は、ブッシング１２５の硬度上限値を増加させることができる。たとえば、トラックパッドにブッシングを配置させる１つの技法は、締り嵌め技法であり、ブッシングは、開口部を埋め込んでブッシングを固定するように圧縮される。しかしながら、締り嵌め技法は、十分に硬い材料にクラッキングを引き起こす可能性があるため、締り嵌め技法は、ブッシング用として使用され得る材料の硬度を制限する可能性がある。ブッシング１２５をトラックパッド１００の鋳造用の鋳造鋳型に垂れ下げたり、配置させたりし、より硬い材料がブッシング１２５に使用でき、ブッシング１２５の期待寿命及び耐摩耗性を改善することができる。

【0028】

いくつかの実施形態において、ローラー係合面１１５及び／またはスプロケット係合面１２０は、トラックパッド１００内に埋め込まれ得る。これは、汚染物質が表面とトラックパッド１００との間に入るのを防ぐことができる。いくつかの実施形態において、ブッシング１２５の環状ベースは、本体１０５によって囲まれ得る。これはまた、汚染物質がブッシング１２５と本体１０５との間に入るのを防ぎ、ブッシング１２５の期待寿命を増加させることができる。

【0029】

本願にて使用されるように、冠詞「ａ」または「ａｎ」は、１つ以上のアイテムを含むように意図され、「１つ以上の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」に互換的に使用することができる。また、本願にて使用されるように、用語「有している（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、「備える（ｈａｖｉｎｇ）」などは制限のない用語として意図される。さらに、文句「ベースの（ｂａｓｅｄ ｏｎ）」は「少なくとも部分的にベースとなる」を意味するように意図される。

【0030】

上述の開示は、例示及び説明を提供するが、徹底的であったり、開示されている正確な形式に対する実装例を限定したりすることを意図するものではない。変形例及び変更例が、上述の開示に照らして可能であるか、または実装例の実施からえられ得る。本明細書は、単の例と見なされるべきであり、真の本開示の範囲が以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって示されることが意図されている。たとえ、特徴の特別な組み合わせが請求項に言及され、及び／または本明細書にて開示されているが、これらの組み合わせは、可能な実装例の開示を制限することを意図するものではない。以下に挙げられる各従属項は、単に１つの請求項に直接従属されるが、可能な実装例の開示は、請求項セットで他の請求項と組み合わされる各従属項を含む。

【図1】

【図2】

【図3】